Способ измерения отклонений частоты от номинального значения и устройство для его осуществления

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)4 О 01 Я 23/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЧАСТОТЫ ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ.(57) Изобретение может бытьзовано в системах автоматизиго контроля и позволяет упрорасширить диапазон измеряеустройства, Устройство, реалспособ, содержит ормироватепульсов, блок 2 управления,СССР1977,ЕНИЙЧЕНИЯ ИВЛЕНИЯиспольро ванностить имых частотизующеель 1 им-выходной регистр 3, счетчик (С) 4, регистр 5, хранения кода вычета и ключ, Разрядность С 4 выбирают таким образом,чтобы его объем бып больше, чем произведение максимально возможного диапазона отклонений измеряемых частотот номинальных значений длительностиизмерительного интервала, Подсчетчисла периодов измеряемой частоты визмерительном интервале осуществляютвозрастающим итогом по модулю числа,равного объему С 4, с начального значения. Последнее равно отрицательному вычету из произведения значенйяноминальной частоты и длительностиизмерительного интервала по модулючисла, равного объему С 4, 2 с.п,ф-лы, 3 ил,1347032 15 20 25 30 10 40 45 50 55 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано в системах автоматизированного контроля, измерения допплеровского смещения частоты демодуляции частотноманипулированных сигналов,Цель изобретения - упрЬщение ирасширение диапазона измеряемых час,тот,На фиг, 1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства реализующего способ; на фиг,2 - поясне-ния к работе устройства; на фиг,3структурная схема блока управления,Способ основан на определениимаксимально возможного диапазонаотклонения измеряемых частот от номинальных значений, выборе разрядности счетчика такой, что его объембольше, чем произведение максимальновозможного диапазона отклонений измеряемых частот от номинальных значений и длительности измерительногоинтервала, подсчете числа периодовизмеряемой частоты в измерительноминтервале возрастающим итогом по модулю числа, равного объему счетчика,с начального значения, равного отрицательному вычету от произведения.значения номинальной частоты и длительности измерительного интервалапо модулю числа, равного объему счетчикаа,Устройство, реализующее способ,содержит формирователь 1 импульсов,блок 2 управления, выходной регистр3, счетчик 4, регистр 5 хранения ко-.да вычета и ключ 6. Вход 7 и выход 8являются соответственно входом и вьгходом устройства, а входы 9 и 10 -входами ввода и управления записьюкода вычета номинальной частоты. Выход формирователяимпульсов черезключ 6 подключен к счетному входусчетчика 4, Информационные выходы регистра 5 хранения кода вычета соединены с информационными входами счетчика 4, информационные выходы которого подключены к информационнымвходам выходного регистра. 3. Первыйвыход блока 2 управления соединен свходом управления записью информациивыходного регистра 3, второй выход -с управляюшим входом ключа б, а третий выход - с входом установки в начальное состояние счетчика 4,Устройство работает следующим образом.Формирователь 1 импульсов иэ входного потока импульсов частоты Г, с номинальным значением Г;,формирует прямоугольные импульсы, амплитуда и длительность фронтов которых обеспечивает нормальную работу устройства. Сформированные импульсы поступают на вход ключа 6, на управляющий вход которого иэ блока 2 управления подается измерительный строб 11, длительностью Т, Подсчет числа импульсов (периодов) измеряемой частоты, поступающих на счетный вход счетчика 4 иэ формирователя 1 импульсов через ключ 6 в течение измерительного строба, производится по модулю числа, равного объему счетчика И, разрядность п которого выбрана такой, что его объем И больше, чем произведение априорно известного максимально возможного диапазона отклонения измеряемых частот а У от номинальных значений и длительности измерительного строба Т ,При этом счет импульсов ведется возрастающим итогом с начального значения К равного отрицательному вычету от произведения значения номинальной частоты Г, и длительности измерительного строба Т,по модулючисла, равного объему счетчика И гдеа) - вычет числа а по модулюьЬ (остаток от деления числа а на Ь),Начальное значение К соответствующее х-му значению номинальной частоты, через вход 9 ввода номинального значения частоты при подаче на вход 10 сигнала записи кода вычета предварительно записывается в регистр 5 хранения кода вычета, Перед началом очередного измерительного строба по команде с блока 2 управления значения К переписываются в счетчик 4.1По окончании измерительного строба после многократных переполнений содержимое счетчика равно числу М М =(К;+(Р +, ) Тизл игде ь Р - отклонение частоты Г, от номинального значения Р;(с)м-Е Т РРи ьГ. 0иМИз выражения (4) видно, что М пропорционально отклонению частоты аР . и представлено в дополнительном коде, 1 Знак отклонения определяется по границе между отрицательными и положительными отклонениями а Р, котораяЭ задается максимально возможным отклонением измеряемых частот от номиналь ных значений в сторону их увеличения лР или уменьшения 4 РНа фиг.2 представлена числовая ось, на которой буквой А отмечена граница положительных отклонений аР., а буквой1 920 В - отрицательных для случаева) А ) И/2 и В с Б/2;б) АИ/2 и ВИ/2;в А (Б/2 и В И/2Величины А и В равны:Положительные отклонения дР; лежат между точками О и А, а отрицательные - между точками В и И. Диапазон чисел между точками А и В не используется, поэтому разрядность счетчика и должна быть равна наименьшему числу, при котором выполняет ся условие (1).Из анализа фиг.2 видно, что приА ( Б/2 и В ( 11/2 (5) граница между отрицательными и положительными отклонениями определяется наиболее просто: если старший разряд40 счетчика 4 равен С, отклонение частоты положительное если 1отклонение частоты отрицательное. Поэтому старший разряд счетчика используется как знаковый, Выполнение условия (5)45 упрощает процедуру определения знака отклонения частоты и не ограничивает области применения устройства, так как на практике обычно А В, и поэтому выполнение условия (1) автоматически ведет к выполнению условия (5),32 ного диапазона отклонения измеряемыхчастот от номинального значения, ноне от самого номинального значения.Кроме того, устройство легко перестроить на измерение отклонения произвольной частоты, Для этого достаточно записать в регистр 5 код выче-та номинального значения измеряемой частоты,Формула По окончании очередного измерительного строба содержимое счетчика 4 (знак в старшем разряде и дополнительный код величины отклонения частоты от номинального значения в мпадших разрядах) по команде с блока 2 управления записывается в выходной регистр 3 и выдается на выход 8 устройства.Блок 2 управления может быть выполнен по схеме, представленной нафиг.3, и состоит из генератора 2,1меандра с периодом следования импульсов, в два раза большим, чем длительность измерительного строба,элемента 2,2 задержки, величина задержки которого больше чем время распространения переноса в счетчике именьше, чем половина периода следования импульсов генератора 2,1 меандра, и логического элемента ИЛИ-НЕ 2.3,Блок 2 управления работает следующим образом,При низких уровнях выходных сигналов генератора 2,1 и элемента 2,2задержки на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 2,3 формируется сигнал12 записи кода вычета в счетчик 4,Высоким уровнем сигнала генератораснимается сигнал 12 записи кода вычета в счетчик 4 и формируется измерительный строб 11, По заднему фронту выходного сигнала 13 элемента 2;2задержки содержимое счетчика 4 запи"сывается в выходной регистр 3, а егонизким уровнем формируется сигнал 12записи кода вычета в счетчик 4. Далее указанный процесс периодическиповторяется,Устройство можно использовать дляизмерения отклонения частоты от номинального значения, величина которого ограничивается только быстродействием счетчика 4 (его младшихразрядов) и не влияет на время распространения переноса в счетчике 4,что дает возможность использоватьв старших разрядах счетчика 4 элементы с меньшим быстродействием и потреблением, Разрядность счетчика зависит только от максимально возможизобретения 1, Способ измерения отклонений частоты от номинального значения, ос5 з нованный на подсчете числа периодов измеряемой частоты в измерительном интервале по модулю числа, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что с целью его упрощения и расширения диапазона измеряемых частот, задают максимально возможный диапазон отклонения из 4 меряемых частот от номинальных значений, выбирают разрядность счетчика так, чтобы его объем был больше чем произведение максимально возможного диапазона отклонения измеряемых частот от номинальных значений и длительности измерительного интервала, а подсчет импульсов производят возрастающим итогом по модулю числа, равного объему счетчика, с начального значения, равного отрицательному вычету от произведения значения номинальной частоты и длительности измерительного интервала по модулю числа, равного объему счетчика,2. Устройство для измерения отклонений частоты от номинального значения, содержащее формирователь им 47032пульсов, вход которого является входом устройства, блок управления, последовательно соединенные счетчики выходной регистр, выход которогоявляется выходом устройства, приэтом вход управления записью информации выходного регистра подключен квыходу блока управления, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения и расширения диапазонаизмеряемых частот, в него введеныключ и регистр хранения кода вычета,информационный вход и вход управления записью информации которого являются входами ввода и управления записью кода вычета номинальной частоты соответственно, а выход соединенс .введенным в счетчик информационнымвходом, причем выход формирователяимпульсов через ключ подключен ксчетному входу счетчика, второй выход блока управления соединен с управляющим входом ключа, а третий выход - 25 с входом установки в начальное состояние счетчика.1347032Составитель Н.федоров Редактор И.Горная Техред И.Попович Корректор Л,Пилипенко Заказ 5117/44 Тираж 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4